傳熱系數

在熱力學中，傳熱系數或薄膜系數或薄膜效率是熱通量與熱量流動的熱力學驅動力（即溫差 ΔT）之間的比例常數。 它用于計算傳熱，通常是流體和固體之間的對流或相變。 傳熱系數的 SI 單位為瓦特每平方米開爾文 (W/m2/K)。

組合模式的總傳熱率通常用總電導或傳熱系數 U 表示。在這種情況下，傳熱率為：

Q ˙ = h A ( T 2 ? T 1 )

其中（以 SI 單位表示）：

• A：傳熱發生的表面積（m2）
• T2：周圍流體的溫度（K）
• T1：固體表面溫度（K）

傳熱系數的一般定義為：

h = q Δ T

q：熱通量（W/m2）； 即單位面積的熱功率，q = d Q ˙ / d A

ΔT：固體表面與周圍流體區域之間的溫差 (K)

傳熱系數是熱絕緣性的倒數。 這用于建筑材料（R 值）和服裝絕緣。

在不同的傳熱模式、不同的流體、流態和不同的熱工水力條件下，有許多計算傳熱系數的方法。 通常可以通過將對流流體的熱導率除以長度標度來估算。 傳熱系數通常根據努塞爾數（無量綱數）計算。 還有專門用于傳熱流體應用的在線計算器。 傳熱系數的實驗評估提出了一些挑戰，尤其是當要測量小通量時。

下面顯示了一種確定總傳熱系數的簡單方法，該方法可用于查找簡單元素（例如建筑物的墻壁或跨熱交換器）之間的傳熱。 請注意，此方法僅考慮材料內部的傳導，并未考慮通過輻射等方法進行的熱傳遞。

通常 d x w? 的值被稱為兩個半徑的差，其中內半徑和外半徑用于定義輸送流體的管道的厚度，然而，這個數字也可以被考慮 當傳輸表面的每個邊緣之間的面積差接近于零時，作為平板傳輸機構或其他常見平面中的壁厚。

在建筑物的墻壁中，可以使用上述公式推導出通常用于計算通過建筑物構件的熱量的公式。 建筑師和工程師將生成的值稱為墻等建筑組件的 U 值或 R 值。 每種類型的值（R 或 U）都相互關聯，例如 R 值 = 1/U 值，并且通過本文檔下半部分描述的總傳熱系數的概念可以更充分地理解兩者 .

雖然對流傳熱可以通過量綱分析、邊界層精確分析、邊界層近似積分分析以及能量和動量傳遞之間的類比來解析推導，但是當沒有數學計算時，這些解析方法可能無法為所有問題提供實用的解決方案 適用機型。